El Universo en 2025, mostrado por el James Webb

Artemis II establece su nuevo calendario

La NASA anunció este mes cambios en las próximas misiones Artemis, que sentarán las bases para la exploración científica a largo plazo de la Luna, el aterrizaje de la primera mujer y la primera persona no blanca en la superficie lunar, y la preparación de expediciones con seres humanos a Marte en beneficio de todos. Para llevar a cabo estas misiones de forma segura, los dirigentes de la agencia han ajustado los calendarios de Artemis II y Artemis III para que los equipos técnicos puedan superar los retos asociados a los primeros desarrollos, operaciones e integración.

El objetivo de la NASA es ahora septiembre de 2025 para Artemis II, la primera misión Artemis tripulada alrededor de la Luna, y septiembre de 2026 para Artemis III, la cual se prevé que aterrice con los primeros astronautas cerca del Polo Sur lunar. Artemis IV, la primera misión a la estación espacial lunar Gateway, sigue prevista para 2028. Se espera que la investigación de la NASA sobre la pérdida inesperada de trozos de capa de carbón del escudo térmico de la nave espacial durante Artemis I concluya esta primavera boreal. Los equipos técnicos han adoptado un enfoque metódico para entender el problema, que incluye un amplio muestreo del escudo térmico, pruebas y revisión de los datos de los sensores y las imágenes.

El nuevo calendario para Artemis III se alinea con el calendario actualizado para Artemis II, garantiza que la agencia pueda incorporar las lecciones aprendidas de Artemis II en la próxima misión y reconoce los retos de desarrollo que han experimentado los socios industriales de la NASA. Dado que cada misión Artemis tripulada aumenta la complejidad y añade pruebas de vuelo para nuevos sistemas, el calendario ajustado proporcionará a los proveedores que desarrollan nuevas capacidades (SpaceX para el sistema de aterrizaje humano y Axiom Space para los trajes espaciales de nueva generación) tiempo adicional para las pruebas y cualquier refinamiento antes de la misión.

Primeras imágenes del James Webb. Se abre una nueva era en la exploración del Universo.

Llegan las primeras fotografías. En la imagen a continuación vemos la impresionante nebulosa Carina, con una extensión de 300 años luz de lado a lado.

Se trata de constelaciones y nebulosas que ya conocíamos pero ahora con un impresionante detalle, por lo que se puede apreciar la diferencia con las imágenes obtenidas anteriormente por el maravilloso Hubble.

En este artículo se puede ver una comparativa clara de las imágenes de ambos telescopios.

A continuación la nebulosa planetaria Southern Ring y las cinco galaxias del Quinteto de Stephan, por ese orden:

El James Webb también nos ha deleitado con una imagen del espacio profundo que nos permite ver galaxias a 13.100 millones de años luz, muy próximas al inicio del Universo, y apreciar la inmensidad del tamaño del Cosmos. Sin duda llega una nueva era en el campo de la exploración espacial que nos dejará con la boca abierta.

Para terminar este primer plato, y para demostrar que va sobrado de tecnología, el Webb nos ha asombrado al detectar la presencia, clara y sin lugar a dudas, de agua en la atmósfera de un planeta gaseoso a 1.150 años luz de nuestra galaxia, que es una barbaridad de distancia, lo cual nos demuestra la potencia de los instrumentos con que cuenta el telescopio mas avanzado de la historia. Qué no será capaz de detectar en galaxias y planetas más cercanos !!.

Por el momento nos conformamos con la maravilla de poder escrutar pixel a pixel el Cosmos y analizar detalles nunca antes vistos. Afortunadamente, los acuerdos entre las tres Agencias Espaciales responsables del proyecto nos garantizan que podremos ver todas las imágenes que tome el telescopio durante toda su vida.

Los próximos años se realizarán descubrimientos fascinantes que nos harán cambiar nuestra manera de comprender el Universo y el lugar que ocupamos en él.

Si existe vida en el Universo tal y como la conocemos, sin duda alguna ahora la encontraremos. Un 1️⃣0️⃣ para el ser humano

La Luna llena de Enero

Llega la primera luna llena de 2022, más conocida en Europa como Luna de Lobo, mostrándose en su esplendor el 17 de Enero, más concretamente a las 23:48 GMT, con un brillo de magnitud -12.35.

Podremos observarla con ese aspecto durante varios días desde aproximadamente un día antes. Con unos prismáticos de doce aumentos será posible observar su superficie sin problemas.

En otras latitudes esta primera Luna del año es conocida con otros nombres. Así, en Norteamérica es llamada Luna Vieja y en China Luna Festiva, mientras que en el cono sur americano recibe nombres como Luna de Trueno, Luna de Heno, Luna de Hidromiel o Luna de Ciervo.

Me gusta seguir pensando que los Lobos aullan a la Luna llena. Su aullido en esta época de año tiene un especial sonido debido a las condiciones atmosféricas.

Toda la información del telescopio James Webb

La web del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA te ofrece toda la información en vivo de la misión del telescopio James Webb. En ella puedes ver los datos de la velocidad, la distancia recorrida, la distancia hasta su ubicación final, la ubicación dentro de la escala cronológica prevista hasta su llegada a su órbita y otras muchas informaciones en tiempo real. Además dispone de un archivo fotográfico e información de noticias y eventos de la misión.

Disfruta de ello en el siguiente enlace:

https://jwst.nasa.gov/index.html

Así veríamos los planetas si estuvieran tan cerca como la Luna

Fuente: Así veríamos los planetas si estuvieran tan cerca como la Luna (FOTOS)

 

¿Y si el lugar de la Luna lo ocupara un planeta?

 

El ilustrador Ron Miller, antiguo director de arte del planetario del museo de la NASA, ha dado una respuesta gráfica a esta pregunta. En una impresionante sucesión de imágenes, donde estaba la Luna ha ido colocando los distintos planetas que forman el Sistema Solar.

La idea se le ocurrió pensando cómo mostrar el tamaño de los distintos planetas de la forma más gráfica posible. “Mientras le daba vueltas a como hacerlo, tuve la idea de reemplazar la Luna por cada uno de los planetas. Todos estamos familiarizados con la apariencia de la Luna en el cielo , por lo que sería sencillo relacionar lo grandes que son los planetas si los veíamos a la misma distancia que la Luna”, explica a El HuffPost.

Así nos quedaría el cielo nocturno con Júpiter, Urano o Venus a sólo 384.400 kilómetros de la Tierra:

1. La luna. El punto de partida del trabajo de Miller es esta imagen de la Luna tomada desde la carretera que atraviesa el Valle de la Muerte, en California (Estados Unidos).

 

2. Mercurio. Es el planeta del Sistema Solar más cercano al Sol y es también el más pequeño. Con un diámetro solo 1.300 kilómetros mayor que el de la Luna, desde la Tierra se vería casi como una gran Luna Nueva muy brillante.

 

3. Venus. Se trata de un planeta muy similar a la Tierra en cuanto a dimensiones y masa, algo más pequeño. Colocado donde está ahora la Luna transmitiría sensaciones similares a las que han tenido los astronautas que miraron hacia la Tierra desde el satélite.

 

4. Marte. El planeta rojo ubicado donde está la Luna se vería algo más rojo aún. Marte, el cuarto planeta de nuestro sistema aparecería ante nuestros ojos con el doble de tamaño que el satélite.

 

5. Júpiter. Es gigantesco, con 318 veces la masa de la Tierra, así que ocuparía buena parte de la bóveda celeste, dando casi la impresión de que se nos viene encima. Su composición gaseosa permitiría apreciar una gama de colores que ni en la paleta del mejor pintor.

 

6. Saturno. Se trata del segundo planeta más grande del Sistema Solar y tiene un radio ecuatorial 10 veces el de la Tierra. En algunos noches sus anillos parecerían tocar nuestro planeta. Esta es la imagen que más le gusta a Miller y con la que más ha soñado. “¡Pienso que sería maravilloso ver algo como Saturno en el cielo cada noche!”, asegura.

 

7. Urano. El segundo planeta más alejado del Sol es, junto a Neptuno, uno de los planetas helados. Está formado fundamentalmente por agua congelada, metano y amoniaco.

 

8. Neptuno. El lejano planeta es aún más frío y azul que Urano. Es unas 17 veces más masivo que la Tierra. Con una composición similar a la de Urano, llenaría la noche de un intenso blanco azulado.

 

Por supuesto, Miller sabe que todo esto es fruto de su imaginación. Si no lo fuera, las leyes de la física pondrían en serios aprietos a los terrícolas. “Si realmente estuviéramos a sólo 380.000 Km de un gran planeta, podría tener muchas consecuencias sobre nuestro planeta”, recuerda el ilustrador estadounidense. Por ejemplo, como Marte y Venus son mucho más grandes que la Luna, las mareas serían mayores de lo que son. “Y si estuviéramos tan cerca de Júpiter, puede que no fuéramos capaces de sobrevivir en ningún rincón de la Tierra”, añade. Pero fue bonito imaginar.

Así veríamos los planetas si estuvieran tan cerca como la Luna (FOTOS)

La violenta historia de la Luna, en vídeo

De Jose Manuel Nieves (el 15/03/2012 a las 01:05:28, en Ciencia)

Para celebrar sus primeros 1.000 días en órbita lunar, que se cumplen el próximo 19 de marzo, el equipo de científicos del centro Espacial Goddard, de la NASA, que opera la sonda LRO (Lunar Reconnaisance Orbiter), acaba de publicar dos vídeos fascinantes sobre la historia de nuestro satélite.

El primero, titulado "Evolución de la Luna", (sobre estas líneas), muestra en tan solo 2,5 minutos cómo nuestro satélite ha adquirido, tras formarse hace 4.500 millones de años, su aspecto actual. El segundo, que se puede encontrar aquí, es un recorrido comentado (en inglés) por los lugares y paisajes lunares más destacados e impactantes.

La Luna, por supuesto, no fue siempre tal y como la podemos ver ahora. Nació como una gigantesca bola de magma que se formó a partir de los restos de la titánica colisión de un objeto del tamaño de Marte contra la Tierra, hace cerca de 4.500 millones de años.

Cuando el magma se enfrió, se formó la corteza lunar. Sin embargo, otro objeto de gran tamaño impactó contra el polo sur de la Luna, hace unos 4.300 millones de años, formando la cuenca Aitken, una enorme depresión de unos 12 km. de profundidad y más de 2.500 k

m. de diámetro y que es una de las dos mayores huellas de impacto de todo el Sistema Solar.
Pero esa tremenda colisión no fue la única, sino que marcó el principio de una larga serie de violentos impactos que fueron modelando algunos de los aspectos más característicos de nuestro satélite. Con la corteza recién formada y el interior aún muy caliente, la lluvia de meteoritos resquebrajó, hasta hace unos 1.000 millones de años, la delicada superficie lunar, de modo que el magma se fue colando por las grietas y permaneció, como si de un gran mar de lava se tratara, recubriendo durante millones de años una buena parte de la superficie.

Al enfriarse, formó algunos de los "mares" que hoy aparecen como enormes manchas oscuras. De este periodo son los impactos que produjeron algunos de los cráteres más emblemáticos de la Luna como Tycho, Copernico o Aristarco.

Miles de impactos menores terminaron de dar a nuestro satélite su aspecto actual. La Luna que hoy podemos contemplar en el cielo es, pues, el resultado de miles de millones de años de una actividad inimaginablemente violenta.

http://www.abc.es/blogs/nieves/public/post/la-violenta-historia-de-la-luna-en-video-11704.asp

Descubren otro planeta como la Tierra, a "solo " 36 años luz de distancia

De Jose Manuel Nieves (el 01/09/2011 a las 04:29:09, en Ciencia)

Un grupo de astrónomos del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian y del Instituto de Astronomía Max Planck acaba de anunciar, a "solo" 36 años luz de la Tierra (o lo que es igual, a 345,6 billones de km. de distancia), el descubrimiento de otro planeta que tiene todas las papeletas para ser habitable. Se trata de HD85512b y gira alrededor de una enana naranja en la constelación de Vela. El nuevo mundo, afirman los investigadores, se encuentra a la distancia perfecta de su estrella y tiene la masa adecuada para ser incluído en la selecta lista de los planetas más parecidos a la Tierra encontrados hasta la fecha.

De hecho, entre los centenares de mundos descubiertos hasta ahora alrededor de estrellas lejanas, solo existen otros dos que, por lo menos en teoría, podrían parecerse mucho al nuestro. O tres, si contamos al famoso Gliese 581g, cuya existencia es aún motivo de controversia. Del que no cabe duda es de su compañero de órbita, Gliese 581d, al que su masa y la distancia a la que está de su Sol convierten en un firme candidato a ser un mundo habitable.

Ahora, a esta corta lista se une HD85512b, que ha sido descubierto utilizando el mismo instrumento con el que se encontró Gliese 581d, el High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) instalado en el Observatorio Europeo del Sur (ESO) en Chile. El nuevo mundo tiene cerca de tres veces y media la masa de la Tierra y se encuentra en la zona de habitabilidad de su estrella, la estrecha franja orbital, ni demasiado cerca ni demasiado lejos, que permite la existencia de agua líquida en su superficie.

Su tamaño, además, es un buen indicativo de que su atmósfera no se parece a la de los planetas gigantes (normalmente dominada por hidrógeno y helio) y podría contener, por lo tanto, oxígeno y nitrógeno.

"La distancia está exactamente en el límite en el que se puede tener agua líquida", afirma Lisa Kaltenegger, la autora principal de la investigación. "Si lo comparamos a nuestro Sistema Solar - añade la investigadora- estaría un poco más lejos de lo que Venus está de nuestro Sol". Lo cual significa que el planeta recibe de su estrella apenas un poco más de radiación de la que recibe la Tierra.

Kaltenegger y sus colegas han calculado que bastaría con que el 50% de HD85512b estuviera cubierto de nubes para que se reflejara al espacio la energía solar suficiente que evitara un sobrecalentamiento que evaporara el agua, si es que el agua existe allí. El 60% de la Tierra, por ejemplo, está cubierta por una manta de nubes.

Por supuesto, que haya o no nubes en HD85512b es algo que depende de que el planeta tenga (o no) una atmósfera similar a la de la Tierra. Y eso es algo muy difícil, por no decir imposible de averiguar con los intrumentos actuales.

Pero el tamaño adecuado y la distancia casi perfecta de su Sol no son las únicas características que hacen de este planeta un firme candidato a albergar vida. En efecto, a estas características se añaden, por un lado, su órbita, completamente circular y estable, de modo que su clima no está sujeto a bruscas variaciones; y por otro, que se encuentra en un sistema solar por lo menos mil millones de años más viejo que el nuestro (que tiene unos 5.000 millones de años), lo que es tiempo más que suficiente para que la vida haya podido desarrollarse allí sin problemas.

Por supuesto, con la tecnología actual no es posible enviar una sonda hasta HD85512b para comprobar si es o no habitable. A pesar de que en términos astronómicos se trata de un planeta muy cercano al nuestro, la distancia resulta insalvable para cualquiera de nuestras naves. Y lo seguirá siendo, con toda probabilidad, durante los próximos siglos.

http://www.abc.es/blogs/nieves/public/post/descubren-otro-planeta-como-la-tierra-a-solo--36-anos-luz-de-distancia-9724.asp

Empieza la caza del "Universo invisible"

de El Blog - Tecnología y Comunicaciones - Jose Manuel Nieves

Hace apenas unas horas, el transbordador espacial Endeavour se acoplaba a la Estación Espacial Internacional (ISS) para realizar su última misión: entregar a los astronautas el detector AMS. Hoy mismo, el sofisticado instrumento de dos toneladas de peso será instalado en el exterior de la estación. El Espectrómetro Magnético Alpha revolucionará lo que sabemos sobre el "universo invisible", el que está hecho de rayos cósmicos y otros fenómenos que no se pueden percibir a simple vista, de la misma forma en que el Hubble ha cambiado nuestra percepción e ideas sobre el Universo que podemos ver.

El detector, afirma Bob Hart, uno de sus responsables, "mirará al Universo desde una perspectiva diferente", algo que excita la imaginación de los científicos. El AMS, que pesa dos toneladas, está formado por un anillo de potentes imanes y detectores ultrasensibles diseñados para rastrear, aunque no capturar, rayos cósmicos. El sofisticado instrumento será instalado hoy en el exterior de la ISS y será operado desde la Tierra, de modo que no requerirá atención alguna por parte de los astronautas.

El AMS registrará el rastro de los rayos cósmicos a medida que pasen a través de él, descubriendo una clase de Universo al que hasta ahora habíamos tenido un acceso muy limitado. Un Universo hecho de antimateria y materia oscura.

La antimateria es, en realidad, exactamente igual que la materia que conocemos y de la que todos estamos hechos. La única diferencia estriba en su carga eléctrica, que es opuesta a la de la materia ordinaria. Por eso, cuando materia y antimateria entran en contacto, se aniquilan mutuamente en una explosión de energía. La teoría afirma que durante el Big Bang debió crearse igual cantidad de materia que de antimateria, pero por mucho que miremos a nuestro alrededor, no somos capaces de detectarla. A nuestros ojos, pues, sólo existe la materia ordinaria.

¿Dónde está la antimateria que falta? Los investigadores llevan décadas intentando, sin éxito, responder a esta pregunta. Es posible, dicen algunos, que en el origen del Universo hubiera "un poco más" de materia que de antimateria, que ambas se aniquilaran y que todo lo que podemos ver hoy sea ese pequeño exceso de materia original.

Otros, por el contrario, piensan que la antimateria está aún allí fuera, en alguna parte, sólo que nuestros instrumentos no han sido capaces de detectarla. Para ellos, podría haber galaxias enteras hechas de antimateria sin que nos hayamos dado cuenta de ello. ¿Quién tiene razón? Puede que el AMS encuentre, por fin, la respuesta.

Y luego está la cuestión de la materia y la energía oscuras, ese "otro tipo" de materia y de energía de los que apenas sabemos nada y que, esas sí, son completamente diferentes a la materia ordinaria que podemos ver. La materia y la energía oscuras suponen, juntas, el 96% de la masa total del Universo. Sólo el 4% que conocemos está hecho de materia ordinaria, la que forma todos los planetas, estrellas y galaxias que podemos ver.

Los investigadores intentan reproducir en laboratorios terrestres las condiciones del Big Bang para encontrar respuestas. Sin embargo, y a pesar de que los grandes aceleradores son capaces de generar potentes haces de partículas viajando casi a la velocidad de la luz y hacerlos colisionar para estudiar lo que sucede, esos grandes instrumentos apenas si alcanzan una fracción (millones de veces menos) de la energía que producen los rayos cósmicos en el espacio.

Para Sam Ting, que obtuvo el Nobel de Física en 1974, "no importa lo grande que sea el acelerador que se construya, nunca será capaz de competir con el espacio". Para hacernos una idea, la energía de cada partícula individual generada en el LHC, el Gan Colisionador de Hadrones de Ginebra equivaldría, según los físicos, a la de un mosquito en movimiento. Pero una sola partícula de un rayo cósmico puede llegar a tener la fuerza de una pelota de béisbol a plena velocidad. Ahora, el AMS podrá estudiar la materia a esas energías imposibles de producir en la Tierra.

A modo de prueba y para comprobar su diseño, un primer prototipo del AMS fue lanzado en 1998 a bordo del Discovery. Apenas si estuvo un par de semanas en órbita, pero ninguno de sus resultados, que dieron lugar a cuatro artículos en publicaciones científicas, pueden ser explicados por medio de las teorías existentes.

Ahora, el AMS hará su trabajo durante mucho mas tiempo. De hecho, durará mientras dure la Estación Espacial Internacional. Y los científicos están más que seguros de que será capaz de arrancar algunos de los secretos mejor guardados del Universo.

de El Blog - Tecnología y Comunicaciones - Jose Manuel Nieves

Así aterrizará en Marte el "Curiosity"

de El Blog - Tecnología y Comunicaciones. Jose Manuel Nieves

El Jet Propulsion Lab acaba de hacer público este espectacular vídeo que muestra con todo detalle cómo será la llegada, en agosto de 2012, del nuevo vehículo robótico Curiosity a Marte. La misión utilizará un nuevo y complejo sistema de aterrizaje en el Planeta Rojo. A diferencia de expedidiones anteriores, el Curiosity será depositado suavemente sobre la superficie por un módulo auxiliar.

Las escenas marcianas que se muestran en el vídeo no son casuales, sino que han sido creadas a partir de los datos de la cámara HiRISE del satélite MRO (Mars Reconnaissance Orbiter), que actualmente está en órbita alrededor de Marte y que ha fotografiado con todo detalle el lugar donde se posará el vehículo que continuará el extraordinario trabajo realizado por Spirit y Opportunity.

A la hora de hacer el vídeo, algunos de los instrumentos del nuevo rover no estaban aún completamente terminados, por lo que el modelo tuvo que construirse a partir de los primeros diseños, combinándolos con cientos de fotografías de las partes ya terminadas. Doug Ellison, que ha formado parte del equipo que ha realizado esta simulación informática, asegura que su equipo está trabajando ya en una versión más larga y completa del vídeo.

de El Blog - Tecnología y Comunicaciones. Jose Manuel Nieves

Este objeto "rozará" la Tierra el 8 de noviembre

de El Blog - Tecnología y Comunicaciones - Jose Manuel Nieves

Se le conoce como 2005 YU55. Se trata de un asteroide de unos 400 metros de diámetro y forma parte de la lista de objetos potencialmente peligrosos para la Tierra. El próximo 8 de noviembre pasará a algo más de 200.000 km. de nuestro planeta lo que, en términos astronómicos, equivale a una bala silbando en el oido.

Debido a su tamaño y a lo cerca que pasará de nosotros, numerosos observatorios de todo el mundo están ya poniendo a punto sus instrumentos para no perder detalle del "encuentro". Descubierto en el año 2005 por astrónomos de la Universidad de Arizona, se calcula que una roca de esas dimensiones pasa cerca de la Tierra una vez cada treinta años.

Para Don Yeomans, director del programa de Objetos Cercanos a la Tierra (NEO) de la NASA, cuando pase se podrán obtener imágenes de radar a una resulución incluso mayor que la obtenida por las últimas misiones envidas a estudiar asteroides.

2005 Yu55 tiene una rotación muy lenta y forma parte de la lista de asteroides que, en algún momento del futuro, podrían terminar cayendo a la Tierra. "Ya estamos preparados para esta visita", asegura por su parte Lance Benner, científico del Jet Propulsion Laboratory y especialista en obtener imágenes de radar de objetos cercanos.

"Será el asteroide que haya pasado más cerca desde 1976", añade Benner. "Dicho lo cual, añadiré que nadie pudo ver a 2010 XC15 durante su acercamiento de aquél año,, a sólo la mitad de la distancia lunar". Un asteroide, por cierto, que no fue descubierto hasta 2010, cuatro años después de su "visita".

"Por eso -continúa Benner - la pasada de 2005 YU55 será la mejor y la más cercana de todas las observadas hasta ahora de objetos tan grandes, lo que representa una oportunidad única. Literalmente, podremos obtener imágenes de una resolución comparable o incluso mejor que la de muchas sondas".

A pesar de que en el futuro podría volverse peligroso, la cita del próximo 8 de noviembre no entraña peligro alguno para nuestro planeta. Un objeto de 400 metros como 2005 YU55 podría, en caso de impactar contra una gran ciudad, destruirla por completo y causar graves daños en varios centenares de km. a la redonda.

El Blog - Tecnología y Comunicaciones - Jose Manuel Nieves

Observatorio IceCube

De Alma de herrero: Observatorio IceCube

Existen grandes grandes obra de ingeniería que durante su construcción pasan desapercibidas por casi todo al mundo. El IceCube Neutrino Observatory es un buen ejemplo de esto: enterrado bajo el Polo Sur se ha mantenido lejos de los periodistas durante los 10 años que ha durado su construcción. Este “telescopio” que se terminó a finales del año pasado, tiene como función observar el universo, pero en lugar de utilizar las ondas de radio o la luz visible, lo hará detectando (viendo) neutrinos.

El problema que presentan este tipo de aparatos (detectores) es que los neutrinos son partículas extremadamente difíciles de detectar, ya que apenas interactúan con la materia. Trillones de ellas atraviesan nuestro planeta cada segundo, por cada metro cuadrado de superficie, pero por su pequeñísima masa (Algo menos de una milmillonésima parte de la masa de un átomo de hidrógeno) muy rara vez colisionan con algún átomo, por lo que resultan prácticamente indetectables. Son partículas tan pequeñas que se cuelan entre las partículas del nucleo y los electrones que giran a su alrededor, sin chocar con ellas.

Los neutrinos son las partículas más pequeñas conocidas. Los de alta energía tienen su origen en diversos fenómenos astronómicos, como los agujeros negros o los restos de supernovas (explosiones que se crean con la muerte de algunas estrellas), entre otras causas. Los de baja energía se producen a partir de diferentes procesos, como las reacciones nucleares, o en cuerpos astronómicos como el sol, que da lugar a unos 1.000 billones de trillones de neutrinos de baja energía por segundo.

Haría falta un muro de plomo de un año luz de espesor (casi 10 billones de kilómetros) para poder parar el curso de un neutrino. Esta esquiva partícula es lo que algún científico ha denominado como la más pequeña cantidad de realidad que el ser humano pueda imaginar. Se originaron, junto con el resto del universo, hace unos 13.000 millones de años, aunque también son producidos por las centrales nucleares, los aceleradores de partículas, los fenómenos atmosféricos y siderales. Un neutrino es tan, tan diminuto, hasta el punto de que en un principio los físicos pensaron que no tenía masa; luego se descubrió que sí. Pero interactúan tan poco con la materia que la atraviesan sin provocar ningún cambio en ella. Y precisamente por eso son tan difícilmente detectables.

La observación de estos diminutos pedazos de universo resulta útil para saber más acerca de cuestiones que preocupan a los científicos como los rayos cósmicos, la supersimetría o las partículas de interacción débil, además de distintos aspectos de la física de partículas y de la materia oscura. En otras palabras, los neutrinos pueden ayudar a entender mejor de qué está hecho el universo y cuáles son sus orígenes.

Estas partículas son tan diminutas que interactúan muy poco con la materia, es decir, que la atraviesan sin causar ningún efecto en ella y sin que ni ella, ni las interferencias, les afecten. Por eso, a pesar de la distancia entre los fenómenos astronómicos comentadosy nuestro planeta, los neutrinos pueden recorrer los millones de kilómetros que separan por ejemplo la explosión de una supernova y la Tierra a una velocidad próxima a la de la luz y sin que se vean afectados por nada en su recorrido. Traspasan el planeta continuamente, a razón de unos cuantos trillones de ellos por metro cuadrado cada segundo. Lo atraviesan todo, incluyendo la revista que sostiene en sus manos y a usted mismo, y siguen su camino sin ser detectados.

No todos consiguen pasar a través de la materia y unos pocos, muy pocos entre tantos trillones, chocan con algún átomo de vez en cuando. La colisión es lo que los científicos, gracias a la tecnología, son capaces de detectar, de tal modo que pueden obtener algunas conclusiones estadísticas sobre ese hecho.

Los efectos de las colisiones con los átomos no son sencillos de observar y por eso hace falta contar con tecnología muy especial para poder hacerlo: una buena opción que han hallado los científicos es utilizar un cubo de hielo de 1 km3 de tamaño cosido por una red de 4.800 sensores que, a su vez, están conectados a un laboratorio dotado de potentes ordenadores. Si bien no lo parezca por la descripción, se trata de un telescopio.

En el choque de neutrinos y átomos se producen otras partículas denominadas muones. Estos generan una radiación, conocida como de Cherenkov, que emite una luz azul. Gracias a que la malla de sensores se sitúa en un medio transparente, el hielo, estos pueden detectar ese destello cuando el muón pasa junto a ellos. No todos los muones son generados por neutrinos de origen cósmico, que son los que interesan a los científicos, por eso necesitan deducir la dirección y el ángulo de los muones para determinar su procedencia y desechar los impactos que no les incumban para sus estudios. Dado que los sensores forman una malla tridimensional de puntos y sus relojes están sincronizados de manera muy precisa con otro central, según los datos que recaban de posición y tiempo, resulta posible saber por dónde ha pasado el muón a lo largo de una línea de tiempo y, por lo tanto, conocer su trayectoria.

Como complemento al sistema también hay instalada la denominada IceTop, una red compuesta por 320 sensores que rodean en la superficie el perímetro del área en la que se despliega el IceCube. Su función es detectar las lluvias aéreas, analizar los muones atmosféricos y calibrar el IceCube.

Digital Óptical Module (DOM o módulo óptico digital) es el nombre que reciben cada uno de los sensores que detectarán la luz azul emitida por la radiación de los muones cuando el telescopio observe el universo. Estos sensores tienen el tamaño de pelotas de baloncesto. Su carcasa es una esfera de cristal de 35,6 cm de diámetro que protege los componentes externos de las presiones que ejerce el hielo, así como de cualquier posible agresión exterior.

El tubo fotomultiplicador es la parte más importante del DOM, ya que se ocupa de ver la luz emitida por las radiaciones de los muones. Tiene 25 cm de diámetro y está fabricado por Hamamatsu, una empresa especialista en este tipo de detectores lumínicos.

Al no poder acceder a los módulos una vez que se han llevado a su posición final, estos están desarrollados para que duren unos 15 años aproximadamente, siendo capaces de calibrar por sí mismos el tubo fotomultiplicador y el temporizador que llevan incorporado, gestionar los datos obtenidos y empaquetarlos para su envío, así como recibir y procesar ordenes procedentes de la superficie.

Para mandar y recibir datos hacia el laboratorio instalado en la cota cero (Que es el verdadero cerebro de todo el proyecto) se utiliza un cable que además sirve para proporcionar la electricidad necesaria para el funcionamiento de los DOM, en concreto 3,5 W por cada uno de ellos. Este enlace de par de cobre también envía las señales de calibración para los temporizadores, un apartado fundamental en todo el sistema dada la precisión con la que es imprescindible trabajar.

Montaje del tambor para recoger la manguera utilizada para el taladro con agua caliente a presión.

Desarrollar estos especiales detectores es solo una parte del trabajo para ponerlos en funcionamiento. La otra tarea ha sido instalarlos bajo el suelo del PoloSur, algunos de ellos a tanta profundidad como 2,4 km. Es preciso, por lo tanto, taladrar un agujero de 50 cm de diámetro en el hielo. Puede parecer pequeño, pero cuando se trata de agua congelada y al tener que alcanzar los 2.400 m de profundidad, la cuestión se complica.

Antes que nada es básico llegar hasta el hielo. En la Antártida hay que atravesar una capa de 50 metros de nieve para poder perforar con agua caliente a presión, porque de otra forma el líquido se esparciría y no se podría realizar el trabajo. Para practicar este primer agujero se usa una sonda diseñada para tal fin. Una vez que se ha llegado al hielo se empieza a aplicar agua caliente a presión. Con ella se derrite el agua helada que, a su vez, es recirculada a la superficie, calentada y reutilizada para seguir perforando. Para ejecutar un solo agujero de 2,4 km de profundidad resulta necesario derretir más de 757.000 litros de hielo y extraer el líquido, lo que da una idea de las dimensiones y la dificultad de la operación.

Para convertir en líquido semejante cantidad de agua helada se necesita gastar casi 26.500 litros de combustible (Se ha usado combustible de motores de aviación) con el objeto de accionar varios sistemas. Uno de ellos es el dedicado a la producción de electricidad. Está compuesto por dos generadores de 400 Kw y otros dos de 60 Kw. Los grandes sirven para proveer de toda la electricidad precisa cuando se está taladrando y los pequeños solo cuando no se está agujereando y no se necesita tanta potencia eléctrica.

Otro sistema se reserva para el precalentamiento del agua. Es capaz de elevar la temperatura del líquido desde una temperatura próxima a la congelación (La que se acaba de licuar y extraer del agujero que se esté practicando en ese momento) hasta algo más de los 21 °C, a razón de 757 litros por minuto. Hay otro sistema de calentamiento de agua, que es el principal, que eleva la temperatura hasta casi los 88 °C.

Por último, existe un sistema formado por cuatro bombas de alta presión accionadas eléctricamente, que son las encargadas de impulsar el agua con la fuerza requerida para realizar el trabajo a través de unas mangueras de 6,35 cm de diámetro.

Celebración de la finalización del telescopio.

Todo este sistema dependió en la superficie de dos torres de perforación. Mientras una estaba ocupada perforando un agujero e instalando los sensores, la otra se movía a una nueva localización y se preparaba para el trabajo. De este modo, pueden llegar a mantener un ritmo de producción que les permite practicar e instrumentar un agujero de 2.400 metros de profundidad en tres díasy medio. De ese periodo, entre 40 y 48 horas se dedican solo a la perforación. A pesar de esta capacidad de perforación, como el clima únicamente solo permitía trabajar en el verano antártico, que va de noviembre a mediados de febrero, se tuvieron que emplear obligatoriamente varios años para terminar todo el proyecto.

Cuando se ha finalizado cada pozo, la cabeza de perforación monta unos dispositivos, entre ellos un sensor de presión, que envía datos a los técnicos sobre la profundidad alcanzada y las dimensiones del agujero, con el fin de determinar si es válido para la instalación de los módulos ópticos digitales. En total se tuvieron que practicar 80 de estos agujeros.

Tras la perforación y comprobación del hueco practicado en el hielo se procede a situar los sensores que detectarán las radiaciones de los muones, fruto de las colisiones de neutrinos.
Por cada agujero que se practica en el hielo se introduce un cable de comunicaciones y alimentación eléctrica al que van conectados un total de 60 DOM, de modo que éstos quedan como las cuentas de un enorme rosario dentro del agua congelada, unidos mediante un cordón umbilical a un sistema principal que llega hasta el laboratorio del proyecto.

La instalación de los sensores se ha de hacer con cuidado para no dañarlos. El procedimiento de colocarlos en su posición implica a siete personas y solo la fase de fijarlos al cable principal de comunicaciones y alimentación eléctrica requiere el esfuerzo de tres de ellas, aunque el resultado depende en buena parte del trabajo previo de una cuarta, un coordinador. Este responsable tiene que calcular el tiempo que hace falta para efectuar esta operación y en función de ello decidir qué anchura de agujero es necesario taladrar sin sobredimensionarlo y, por lo tanto, sin gastar más combustible del preciso.

Una vez que se ha terminado de horadar el hielo comienza la cuenta atrás, por lo que resulta imprescindible no sobrepasar el tiempo estimado, ya que a medida que éste avanza el pozo comienza a congelarse de nuevo y se estrecha poco a poco. Si se produce un retraso cabe entonces la posibilidad de que el cable con los sensores quede atascado sin llegar hasta su destino y deje a los DOM congelados en una posición inservible para desempeñar su trabajo.

En comunicación con las torres de perforación e instalación se encuentran unos barracones climatizados que proveen de acceso a la red informática y potencia eléctrica. En estas dependencias se procede a preparar los sensores para poder conectarlos con una buena cadencia y para desarrollar algunos tests finales. La tanda de 60 DOM que se emplaza en cada agujero procede del laboratorio central, en donde se ha verificado su buen funcionamiento electrónico y mecánico. Los sensores se van uniendo al cable principal en grupos de cuatro, tras lo cual se procede a hacer algunas comprobaciones finales de comunicación antes de colocar el siguiente grupo.

La conexión de cada DOM se lleva a cabo mediante un procedimiento que facilita su manejo seguro, pasando la tensión del cable principal (Al que se fija el sensor) al cabrestante de la torre de perforación. Una vez que se han efectuado las conexiones precisas, se vuelve a pasar la tensión al cable principal y se deja que descienda por el agujero. El cable queda recto dentro del hueco, incluso antes de acoplar el primer sensor, gracias a un lastre de 2,27 kg que se ajusta en su extremo inferior.

Tan pronto como se han introducido los 60 DOM en el pozo, este se cierra con una tapa y se realiza una conexión del cable de datos y electricidad a una red instalada en la superficie, que a su vez está conectada al laboratorio principal del proyecto. Dicha red se dispone incluso antes de que se perfore el hielo, de tal modo que a las pocas horas de terminar de situar cada línea de sensores ya se empiezan a recibir sus datos.

La red está formada por concentradores (hubs) a los que están unidos varios DOM. Los hubs de una misma línea de sensores se enlazan a un procesador, que se encarga de reunir los datos obtenidos por cada ristra de DOM de cada agujero. Todos los procesadores de línea envían a su vez sus datos a unidades de proceso denominadas event builders (reconstructores de eventos), cuya función es básicamente analizar la información en busca de la que resulte relevante para el proyecto.

Los event builders están alojados en el ICL (Laboratorio IceCube), un edificio en el que también se encuentran las oficinas del proyecto, las salas de mantenimiento electrónico y las dependencias logísticas. Desde este edificio la información recopilada se envía, a través de un satélite de la NASA, a un centro de datos de la Universidad de Wisconsin (Estados Unidos), mientras que aquella descartada se guarda en discos que se transportan físicamente en el viaje de vuelta del equipo a EEUU al final de cada temporada de perforación.

Los datos que llegan a Wisconsin desde el Polo Sur se copian en 326 discos duros, que suman 120TB (unos 120.000 GB de capacidad). Una docena de potentes servidores son los encargados de compartir esta ingente cantidad de información con las estaciones de trabajo. Finalmente los resultados se van guardando en cintas de alta capacidad de 500 GB cada una. En ellas cada noche se almacena cada noche lo que bien podría denominarse la voz de las estrellas.

Conceptualmente, la estrategia del proyecto IceCube es sencilla, pero tras ella hay todo un desarrollo científico previo y, en su ejecución, un notable despliegue técnico. También ha resultado de suma importancia la experiencia adquirida en otra iniciativa similar instalada en el mismo lugar que este nuevo telescopio: el AMANDA (Antartic Muon Neutrino Detector Array o, en castellano, matriz antártica de detección de muones y neutrinos). El centro de todo el proyecto IceCube se basa en una herramienta formada por una malla o matriz en la que se encuentran finos detectores, tal y como ya utilizaba AMANDA, solo que esta empleaba 677 sensores divididos en 19 lineas que alcanzan una profundidad de 1.900 metros. Todos ellos ahora son parte y están integrados en el nuevo IceCube.
En el proyecto de construcción han participado 400 personas y se han gastado 271 millones de dólares.

El IceCube Neutrino Observatory está en la Antártida. Para tener una remota posibilidad de que un neutrino “choque” con un detector, el observatorio necesita tener un tamaño enorme. El conjunto de detectores del IceCube Neutrino Observatory ocupa aproximadamente un kilómetro cúbico. Para que su funcionamiento no sea afectado por otras partículas o radiaciones, se ha instalado 1.400 metros por debajo de la superficie del hielo que cubre el Polo Sur. En su diseño y construcción han participado científicos de Estados Unidos, Bélgica, Alemania y Suecia, y el dispositivo será operado por la Universidad de Wisconsin-Madison y la National Science Foundation.

Cabeza del taladro calentada con agua caliente.

En el gráfico que muestra las lineas de cable que sujetan los detectores en los pozos se muestra la torre Eiffel, para poder comparar su tamaño. Se han necesitado unos 10 años de trabajo para tenerlo listo, el pasado 18 de diciembre se introdujeron los últimos 86 fotodetectores y sus respectivos cables hasta una profundidad de dos kilómetros y medio, dando por concluida la obra que ha costado unos 270 millones de dólares. Cada uno de estos sensores ha sido colocado en su sitio dentro del bloque de hielo mediante profundos agujeros. Estos huecos se realizaron utilizando una taladradora especial que hizo su trabajo mediante un cabezal especial activado con agua caliente, en total se extrajeron 757 metros cúbicos de hielo, por cada uno de los pozos de 2,4 kilómetros. Hubo que realizar cientos de pozos con una profundidad comprendida entre los 1.400 y 2.400 metros para instalar cada uno de los sensores y sus cables de conexión.

Aquí se ve uno de los pozos con el cable que comunica los sensores colgados de él.

Los sensores poseen el tamaño aproximado de una pelota de baloncesto, y tienen como función detectar la luz azul, llamada “radiación de Cherenkov“, que se produce cuando los neutrinos chocan contra átomos de agua en forma de hielo. La construcción del IceCube Neutrino Observatory ha representado todo un desafío. A pesar de no haber tenido por parte de la prensa la cobertura que tuvo la construcción del LHC, este observatorio seguramente pasará a la historia como uno de los proyectos científicos más importantes de este siglo. Dado lo inhóspito del continente antártico, se buscó un sitio que además de reunir las condiciones geográficas necesarias (por ejemplo, hielos con el suficiente grosor) se encontrase mas o menos cerca de una base permanente. Esto simplificaría en parte la logística de la obra, así que se decidió que el complejo quedase instalado cerca de la base que Estados Unidos tiene en el Polo Sur. Hasta allí se llevó la perforadora, que tardó un promedio de 48 horas para completar cada uno de los agujeros necesarios.

Este es el primer sensor bajado al pozo de hielo.

Tanto los componentes del telescopio como los materiales indispensables para mantener en forma a los 150 científicos y trabajadores que realizaron la obra fueron periódicamente transportados en avión. Esta gente vivió en el Polo durante 10 veranos antárticos, y solo una pequeña dotación pasaba allí el invierno. A lo largo de este tiempo aprovecharon su experiencia para escribir una guía titulada “guía de cómo vivir en el Polo Sur”. Francis Halzzen, investigador jefe del proyecto, dice que IceCube es un telescopio que toma una imagen del Universo utilizando neutrinos en lugar de luz. Ahora que su construcción ha finalizado, se está en disposición de alcanzar el nivel de sensibilidad necesario para ver neutrinos de otros lugares más allá del Sol.

Los neutrinos no pueden ser observados directamente. En su lugar, se deduce información cinemática del neutrino por medio de la detección de las infrecuentes colisiones que ocurren entre un neutrino y un átomo, de una molécula de agua, dentro del hielo. Las estimaciones actuales predicen que se detectarán cerca de mil de estas colisiones por día.

 

 

 

 

 

Debido a la alta densidad del hielo, casi todos los productos detectados de la colisión inicial serán muones. Por lo tanto este experimento es más sensible al flujo de neutrinos muónicos a través de su volumen. Sin embargo, también hay un fondo abundante de muones creados no por neutrinos sino por rayos cósmicos que impactan en la atmósfera encima del detector; la mayor parte de éstos pueden ser inmediatamente rechazados por el hecho que provienen de la parte superior del detector. La mayor parte de los neutrinos "ascendentes" que restan vendrán de los rayos cósmicos que golpean el lado opuesto de la tierra, pero una fracción desconocida puede ser de origen astronómico.

Para distinguir entre estas dos fuentes de forma estadística, la dirección y la energía del neutrino entrante se estima por medio de los subproductos de la colisión. Los excesos inesperados en energía o de una dirección espacial dada indican una fuente extraterrestre.

 

 

De Alma de herrero: Observatorio IceCube